非接触引伸计-报告
非接触光学生物测量报告
非接触光学生物测量报告摘要非接触光学生物测量是一种非侵入式、高精度的生物测量技术。
本报告将介绍非接触光学生物测量的原理和应用。
首先，我们将介绍非接触光学测量的基本原理。
然后，我们将讨论它在不同领域中的应用，如医学、生物学和体育科学。
最后，我们将讨论这种技术的优势和未来发展趋势。
1. 引言非接触光学生物测量是一种通过利用光学设备测量生物体的特征和参数的技术。
与传统的接触式测量方法相比，非接触光学生物测量具有许多优势，例如不会破坏生物组织，测量过程舒适无痛等。
2. 基本原理非接触光学生物测量主要基于光的散射和反射原理。
当光束照射在生物组织上时，组织的形状、密度和光学特性将影响光的传播和反射。
通过测量光线的传播和反射特性，我们可以获得有关生物组织的信息。
3. 应用领域3.1 医学非接触光学生物测量在医学领域中得到广泛应用。
它可用于皮肤病的诊断、皮肤色素变化的测量，以及体温的监测。
此外，该技术还可以用于眼底图像的分析，以提供早期糖尿病和其他眼部疾病的诊断。
3.2 生物学非接触光学生物测量在生物学领域中也有重要应用。
通过测量光线在生物体表面的反射和散射特性，我们可以研究生物体的形态和运动，以及细胞组织的结构和组成。
这项技术对于研究细胞活动、生物体的生理状态以及生物体与环境的互动具有重要意义。
3.3 体育科学非接触光学生物测量在体育科学领域中也有广泛应用。
通过测量运动员的运动轨迹、肌肉活动和心率变化，我们可以评估运动员的运动效率和身体状态。
这对于调整训练计划、预防运动伤害和提高运动员的竞技水平具有重要意义。
4. 优势和未来发展非接触光学生物测量具有许多优势。
首先，它是一种非侵入式的测量方法，不会对生物体造成伤害。
其次，非接触测量相对简单易行，不需要昂贵的设备和复杂的操作。
此外，非接触光学测量可以实时监测和记录数据，方便数据分析和后续处理。
在未来，非接触光学生物测量技术仍有很大的发展空间。
随着新材料和传感器技术的发展，我们可以期待更高的测量精度和更广泛的应用领域。
非接触式视频引伸计
非接触式视频引伸计技术说明
一产品制造和检验标准
1、JB/T6146《引伸计技术条件》
2、GB/T2160《单轴试验用引伸计的标定》
二适用试验方法标准
1、GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》
2、GB/T5028《金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数（n值）试验方法》
3、GB/T5027《金属薄板和薄带塑性应变比（γ值）试验方法》
4、GB/T1040《塑料拉伸性能试验方法》
三应用范围
用于金属及硬质非金属材料的常规拉伸、压缩、弯曲等试验外，还可以用于橡胶、软质塑料等伸长率较大材料的性能试验。
1 适用于金属材料的泊松比（µ值）、金属薄板的塑性应变比（r值）及硬化指数（n值）等力学性能的测量。
2 可自行判断缩颈部位，并测量出横
截面积的变化而得到真实应力。
3 可用于一般引伸计不能测量的金属箔、线丝、塑料薄膜等材料变形测量。
4 由于能够测量整个试验过程中的变形量而自动测量真实应变、断裂伸长率及总伸长率、
五工作原理
非接触式视频引伸计配于万能试验机上。
它利用亚像素法原理测量试样变形，可以用无接触方式同时测量纵向和横向两个方向的变形量，其测量范围由镜头焦距决定，配备不同焦距的镜头，可获得各种测量范围的量程。
其特点如下：
1 任意调节标距和测量范围，因此一套视频引伸计可取代多种规格和量程的引伸计。
2 因为引伸计是无接触式引伸计，无意外损坏之虑，在试验过程中不必取下引伸计。
3 能够测量整个试验过程中的变形量，因此可测定真实应变，断裂伸长率及总伸长率。
非接触式激光引伸计
一、激光引伸计简介：该系列非接触式激光引伸计采用非接触式测量材料应变，测量精度高。
使用高速激光扫描仪测度试样上反射带之间的空间。
引伸计的标距根据用户要求制定。
从而可以实现小标距引伸计进行高延伸量测量。
引伸计分辨率高从而也可以进行小应变的精确测量。
该引伸计的扫描光束始终保持与试样垂直，这样减小了通过观察窗观察产生的误差，同时，将引伸计与试样之间的距离灵敏度降到低点。
由于该引伸计测量的是反射光,在试样背面不需要接收器。
二、激光引伸计主要特征：2.1非接触式激光引伸计使用操作简单，将可见光瞄准试样，在试样上根据标距大小要求设好反射带，引伸计显示出实际测量的标距，如果需要，可使用调零按钮将输出值标定到零，在试验过程中，显示装置直接显示延长量；2.2模拟输出和RS-232 接口可与试验机控制器或数据采集系统相连。
高温试验环境可以采用高温夹持反射带代替，使用温度可达300°F (150°C)，可以重复使用，另外可以选择高温可达800°F (425°C)的反射带；2.3非接触式测量，只需要在试样上标记反射带，或者使用夹持式反射器；。
2.4用于高温试验箱或高低温试验箱标定非常理想，不受通过观察窗瞄准的影响；2.5分辨率高；2.6测量范围分为127 mm、或381 mm，可以进行大延伸量变形测量。
三、引伸计主要技术参数：3.1测量范围8-127mm、8-381mm；3.2分辨率：1μm、0.01mm；3.3线性度：±0.01mm、±0.04mm；3.4可重复性：±0.005mm、±0.04mm；3.5扫描速度：100次/S；3.6 变形距离：254mm~508mm；3.7零点设置：测量范围内任何位置可以将读数设定为零；3.8输出方式：模拟输出数字输出；3.9显示：2 行16 个字符显示，带背景灯LCD；3.10 激光源：二极管激光器, 670 nM, 大的扫描输出：<1 mW CDRH 鉴定二级激光仪器；3.11可配合FL高温拉伸试验机、高低温拉伸试验机、电子万能材料试验机等使用测试应力；3.11更多引伸计相关技术资料请咨询馥勒科技专业技术工程师。
非接触式引伸计标定器校准规范项目建议书
参照现有的引伸计标定器校准规范，依据非接触式引伸计标定器的工作原理和具体要求，提出非接触式引伸计的校准细则。目前，仅见有非接触式引伸计标定器的使用和研究方面的工作，未发现涉及其计量校准等相关内容。
主要
起草单位
（签字、盖公章）
月日
技术
委员会
（盖公章）
月日
部委托
支撑
单位
（盖公章）
月日
填写说明：1.表中第2，3，8行，请在选定的内容上填写“█”的符号。
主要计量特性：
1、引伸计标定样板相邻圆形标记几何中心距离的长度为6mm，最大允许误差不超过±0.15%。
2、在位移不超过1/3mm时，非接触式引伸计标定器校准装置的绝对误差不超过±0.5mm，在位移超过1/3mm时，非接触式引伸计标定器校准装置的相对误差不
国内外情况
非接触式引伸计标定器校准规范项目建议书
建议项目名称
非接触式引伸计标定器校准规范
制定或修订
█制定□修订
被修订计量技术规范号
计量技术规范性质
□检定规程
█校准规范
计量技术规范类别
□重点
█基础
主要起草单位
联系人
联系电话
任务年限
申请经费
参加单位
具备的特点
□安全□节能□环保█自主创新□其他＿＿＿
目的、意义和
必要性
范围和主要
计量特性
该校准规范适用于非接触式引伸计标定器。目前，西安汉唐分析检测有限公司拥有非接触式引伸计标定器。依托现有设备，非接触式引伸计标定器校准规范的主要技术指标参照现有的JJF 1096-2002《引伸计标定器校准规范》中的相关指标，且针对被检非接触式引伸计的特殊要求，对相关计量技术指标的范围、最大允许误差及分辨率等作出明确的说明。
引伸计数据处理 -回复
引伸计数据处理-回复引伸计数据处理是指通过引伸计（strain gauge）来测量物体变形时，采集和处理所得到的数据。
引伸计是一种用于测量物体受力后变形程度的传感器，它通常采用应变电阻片或挠度计片等形式。
在工程领域，引伸计被广泛应用于结构安全性评估、材料研究和实验测试等领域。
引伸计是一种极为敏感的装置，可以测量物体微小的变化。
它基于应变效应原理，即当物体受到力作用时，其长度、体积或形状会发生变化。
引伸计将这种变化转换成电阻或电压的变化。
通过测量电阻或电压的变化，我们可以了解物体所受到的力的大小、分布和方向，从而进行相关的分析和判断。
引伸计数据的处理是引伸计应用的关键环节。
首先，我们需要将引伸计安装在待测物体上。
通过粘贴或焊接等方式将引伸计固定在物体的表面。
引伸计的安装位置需要经过精确测量和分析，以确保得到可靠的数据。
接下来，我们需要接入电源和数据采集系统。
引伸计的输出通常是一个电阻或电压信号，需要通过数据采集系统转换成数字信号进行处理。
数据采集系统负责将引伸计输出的信号采集、采样和转换成计算机可识别的格式。
一般情况下，我们需要使用滤波器来滤除噪音和干扰，以保证数据的准确性。
在数据采集系统转换成数字信号之后，我们可以对数据进行处理和分析。
数据处理的方法有很多种，可以根据具体需求选择合适的方法。
常见的处理方法包括滤波、平滑、放大、修正和校正等。
通过这些方法，我们可以更准确地得到物体受力变形的数据。
一旦得到了引伸计数据，我们可以进一步进行数据分析和应用。
引伸计数据可以用来计算物体的应力、应变、弹性模量等物理参数。
通过对这些参数的分析，我们可以评估物体的结构安全性、材料的性能特征和实验测试的结果等。
引伸计数据处理的结果通常以图表、曲线和报告的形式呈现，以便于数据的理解和使用。
在实际应用中，引伸计数据处理的过程需要精确可靠，并需要合适的算法和软件支持。
同时，人工的经验和专业知识也是不可或缺的。
只有通过科学合理的处理和分析，才能得到准确可靠的数据结果。
材料力学性能测试用非接触式视频引伸计的校准规范(送审稿)
JJFZ(有色金属) 004─××××××-××-××发布××-××-××实施材料力学性能测试用非接触式视频引伸计的校准规范（送审稿）Calibration Specification for non-contact video extensometers for testingmechanical properties of materials发布中华人民共和国工业和信息化部JJFZ（有色金属）004—××归口单位：中国有色金属工业协会主要起草单位：西安汉唐分析检测有限公司、国标（北京）检验认证有限公司、中国有色金属工业西北质量监督检验中心、广东省科学院工业分析检测中心、西北有色金属研究院本规范委托有色金属行业计量技术委员会进行解释本规范主要起草人：房永强（西安汉唐分析检测有限公司）余泽利（西安汉唐分析检测有限公司）樊志罡（国标（北京）检验认证有限公司）田晨超（中国有色金属工业西北质量监督检验中心）伍超群（广东省科学院工业分析检测中心）马晓晨（西安汉唐分析检测有限公司）段管（西北有色金属研究院）目录引言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 概述 (1)4 计量特性 (1)4.1 标距相对误差 (1)4.2 分辨力 (1)4.3示值误差 (1)4.4 进回程相对误差 (1)4.5 计量单位 (2)5 通用技术要求 (2)5.1 外观 (2)5.2 要求 (2)6 校准条件 (2)6.1 校准环境条件 (2)6.2 校准用标准器 (2)7 校准项目和校准方法 (3)7.1校准项目 (3)7.2 校准方法 (3)8 校准结果表达 (5)9 复校周期 (5)附录A 校准原始记录参考格式 (7)附录B 校准证书 (8)附录C 视频引伸计示值误差测量结果不确定度评定示例 (10)引言本规范依据国家计量技术规范JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》编制。
引伸计不确定度分析
引伸计测量结果（变形示值）的不确定度评定一 概述检定引伸计的准确度时，使用误差不大于引伸计允许误差的三分之一的标定器，采用直接比较的方法进行。
影响检定结果主要因素有：测量重复性引起的标准不确定度、标定器误差所引起的不确定度、引伸计最大误差的标准不确定度、标定器读数分辨率所引起的不确定度等。
在满足JJG762-2007第6.1.1条环境条件的前提下，起草小组对某一引伸计检定为例进行不确定度分析，以评定引伸计检定规程的不确定度。
二 被检定对象和检定方法 2.1 被检定对象YYU-5020型引伸计，主要参数：标距50mm ；最大变形量10mm 。
2.2 检定用标准器具GWB-200J 型标定器，主要参数: 最大量程25mm ；最小分度0.0002mm ；旋转外筒分度0.002mm ；校准范围不超过1/3 mm 时采用绝对误差±0.5μm ；校准范围超过1/3 mm 时采用相对误差为±0.15%。
2.3 检定过程用标定器按递增方式给出变形值：0.1mm 、0.2mm 、0.3mm 、0.4mm 、0.5mm 、5.0mm 和10.0mm 变形。
2.4 检定结果评定和使用：评定YYU-5020型引伸计变形0.1mm ～0.3mm 、0.4mm 、0.5mm 、5.0mm 和10.0mm 时的测量结果的不确定度。
在室温条件下检定结果，引伸计检定不确定度一般可直接使用本不确定度的评定结果。
3 评定模型 3.1 数学模型L L -=δ （1） 式中: δ ----引伸计的示值误差； L -----引伸计指示的位移值； L -----标定器给出的位移值；3.2 合成标准不确定度评定模型由公式（1）可以导出引伸计示值误差的标准不确定度评定模型()()L u L L u L )(u 2222c ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=δδδ （2）3.2.1 由于L 与L 彼此独立，且灵敏系数L 的灵敏系数 1Lc 1=∂∂=δL 的灵敏系数 1Lc 2-=∂∂=δ3.2.2 故公式（2）可简化为()()222c L u L u )(u +=δ （3）3.2.3分析引伸计检定过程，其测量结果不确定度来源，公式（3）可展开为2Le 2La 2ms 2 Ls c u u u u )(u +++=δ （4）（以下同原文） 扩展不确定度2222ms Le Ls La u u u u k U +++⋅=式中：La u ——测量重复性引起的标准不确定度；Ls u ——标定器误差所引起的不确定度 Le u ——引伸计最大误差的标准不确定度 ms u ——标定器读数分辨率所引起的不确定度4 输入量的标准不确定度评定4.1 测量重复性引起的标准不确定度La u 的评定测量重复性引起的标准不确定度La u 的评定，可以通过连续测量得到测量列（见表1），采用A 类方法进行评定。
材料力学性能测试用非接触式视频引伸计的校准规范(送审稿)-编制说明
JJF（有色金属）004—xxxx材料力学性能测试用非接触式视频引伸计的校准规范(编制说明)送审稿2020-11-12材料力学性能测试用非接触式视频引伸计的校准规范编制组主编单位：西安汉唐分析检测有限公司一、工作简况1 立项目的相比于传统接触式引伸计，非接触式视频引伸计作为材料静载受力下应变分量的一种采集手段，几乎适用于所有材料，且具有动态行程范围大，标距任意设定，避免刀口对试样的划伤、滑脱及可用于超高温环境试验等诸多优点，近些年已广泛应用于单轴拉伸试验过程中相关力学性能指标的测定。
基于非接触视频引伸计的工作原理，所采用的高分辨率CCD摄像头及图像处理算法等，现有的引伸计检定规程JJG 762-2007中所采用的引伸计标定器已不能完全满足对视频引伸计的检定。
所提出的视频引伸计校准规范旨在其工作原理的基础上，通过引伸计标定器的使用及双通道应变分量的采集，对视频引伸计在被测试样的全应变阶段进行校准。
目前，各省市计量技术研究院对视频引伸计的校准工作未开展，或存在不合理不统一的操作。
所提出的校准规范望能开展对视频引伸计的校准及分级系统的校准等工作，促进视频引伸计在科研院所及工业产品中更合理更准确的应用。
2 任务来源为保证和提升我国视频引伸计数据的准确性，适应我国有色金属行业的快速发展和满足国内外市场的需要，工业和信息化部以工信厅科函[2019]142号文下达了《工业和信息化部办公厅关于印发2019年行业计量技术规范制修订计划的通知》，其计划项目代号为：JJFZ(有色金属)004-2019，计划完成年限为2021年。
3 项目编制组单位简况3.1 编制组成员单位本标准的编制组单位为：西安汉唐分析检测有限公司、中国有色金属工业西北质量监督检验中心、国标（北京）检验认证有限公司、广东省科学院工业分析检测中心、西北有色金属研究院。
编制组成员单位均是我国有色金属行业的主要计量及科研研制单位。
3.2 主编单位简介3.2.1 西安汉唐分析检测有限公司西安汉唐分析检测有限公司是西北有色金属研究院(集团)控股子公司，属国有企业，主要从事有色产品的检测、可靠性评价、失效分析、质量评估、腐蚀性能及表面测试与表征、标准起草、检测方法的开发、标物的研制、设备的计量校准等。
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பைடு நூலகம்
报告内容
一、引伸计定义与分类 二、非接触视频引伸计原理
三、研究现状 四、技术难点
一、引伸计定义与分类 定义：
在材料力学性能测试过程中，应力与应变是相互依存的。 任何材料，只要受到应力，就一定产生应变；只要产生应变， 其一定受到了应力。 引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种仪 器。拉伸试验用的主要设备包括试验机和引伸计。 试验机是对试样施加拉伸试验力，并对其进行控制和测 定的系统；引伸计是测量试样延伸（或位移）的系统。
优点：
① 无需拆卸
② 无刀口滑移的问题，对试样无影响 ③能对材料拉伸的全程进行测量
报告 内 容
一、引伸计定义与分类 二、非接触视频引伸计原理
三、研究现状 四、技术难点
二、非接触视频引伸计原理
系统组成：
视频引伸计系统主要由光源部分、摄像头图像采集模块、试验机加载 系统、数字图像处理与控制模块、数据输出模块组成。
天津大学高宏阁等人设计的一种视频引伸计，使用 CCD 获得试件变形前 的原始图像，在标记上选定相关子区，之后利用最大互相关算法在实时图 中匹配整象素点，最后使用线性插值、模板移动算法确定亚象素级匹配点 ，通过筛选算法去除坏点，即可根据所得到的匹配点计算应变。
吉林大学高礼强等人设计的一种视频引伸计，采用光学非接触测量的方， 用 CCD 摄像头在线连续摄取拉伸过程中被测样品的图像，将每一时刻样品 的刻线标记的位置数据由信号采集卡传送至计算机里,所编写的软件对收集 到的数据运用最小二乘曲线拟合法和三次样条插值拟合法进行数据处理分 析，使测量精度大为提高，并获得被测材料的相关性能数据。
三、研究现状 四、技术难点
三、研究现状
目前市场上主要有
美国 INSTRON 公司、意大利 GALDABINI公司、日本 SHIMADZU （岛津）公 司、奥地利 MESSPHYSIK 公司、中科院科新公司 ①INSTRON公司的视频引伸计为单镜头固定式，共有4种镜头，只提供径向应变的测 试。
三、研究现状
二、非接触视频引伸计原理
因此测得了图像中试件面积的变化， 就可以准确推算出 实际试件的尺寸及其变化，将图像数据信号传入计算机，利 用计算机进行图像预处理、边缘检测和图像匹配技术等图像 处理后即可得到所测的试样变形量。
二、非接触视频引伸计原理
报 告内 容
一、引伸计定义与分类 二、非接触视频引伸计原理
三、研究现状
中科院长春光机所张新洁等人提出了一种视频引仲计系统,使用时用CCD摄 像头对金属材料的拉仲试验进行非接触测量,采用亚像素定位的方法测量试 件上两个标记边缘的位移变化,从而得到试件的拉仲变形量。试验数据表明, 该系统操作简便,实时性好,测量分辨率达到1um,满足试验要求。
报告内容
一、引伸计定义与分类 二、非接触视频引伸计原理
弃了亚像素检测方法,但是此方法的视场范围过小。
三、研究现状 四、技术难点
四、技术难点
技术难点：
①提供稳定而均匀光强摄像环境照明的问题和标记方法。
②在 CCD 分辨率确定情况下，怎样利用细分技术使得最终的精度
达到 几个微米
四、技术难点
光源的选择和标记：
对于不同的实验对象，必须采用不同的照明方式才能突出被测对象的 特征。试件加载区的光场要均匀，光强要柔和，既不能太强也不能太弱。
在样件上固定两个直线进行标记
位移标定计进行静态和动态标定
四、技术难点
矩方法
亚像素算法：
拟合法 相关算子法
获取试样的应变量方法：
①采用传统的边缘检测技术检测出标记的大体位置,然后采用亚像素 检测技术提高检测精度,进而得到试样的变形量。 ②采用图像匹配技术测量试样的变形量,用边缘检测算法得到试样断 裂前的颈缩部位。 ③采用基于刻线或者变形网络的方法得到试样的变形量,这种方法摒
三、研究现状
③SHIMADZU公司的视频引伸计为双镜头伺服式，共有4种镜头，只提供径向应变的测 试。
三、研究现状
④长春科新公司的视频引伸计提供径向应变与横向应变的测试，适用于材料的泊松 比（μ值）、金属的塑性应变比（r值）及硬化指数（n值）等力学性能的测量。
报价：单个引伸计10W左右
三、研究现状
②GALDABINI公司的视频引伸计为单镜头固定式，共有3种镜头，1种用于高应变测量， 量程不超过150mm,1种用于低应变测量，量程不超过175mm,1种变焦镜头，量程不超 过700mm，只提供径向应变与横向应变的测试，适用于材料的泊松比（μ值）、金属 的塑性应变比（r值）及硬化指数（n值）等力学性能的测量。 。
光源部分
图像采集部分 试验机加载
图像处理与控制
二、非接触视频引伸计原理
二、非接触视频引伸计原理
工作原理：
首先在试件的工作部分做好无损标距，被测试件的标距成像在 CCD 摄像头上。当材料拉伸变形时，试件的尺寸及其变化通过 图像数据信号传入计算机，再利用计算机程序对采集到的图像进 行处理。试件尺寸的变化将导致试件图像面积的相应改变，并且 成线性比例关系。
一、引伸计定义与分类
分类：
电阻应变引伸计 接触式引伸计 引 伸 计 非接触式引伸计 激光引伸计 反射式激光 机械式引伸计 ★视频引伸计 干涉式激光
一、引伸计定义与分类
非接触视频引伸计功能：
① 适用于金属材料的泊松比（μ值）、金属薄板的塑性应变比（r值）及硬化 指数（n值）等力学性能的测量。 ② 可自行判断缩颈部位，并测量出横截面积的变化而得到真实应力。 ③可用于一般引伸计不能测量的金属箔、线丝、塑料薄膜等材料变形测量。 ④由于能够测量整个试验过程中的变形量而自动测量真实应变、断裂伸长率及 总伸长率。